Hyppivien geenien avulla uusia työkaluja molekyylibiologian tutkimukseen (Väitös: FM Elsi Pulkkinen, 21.10.2016, fysiologia ja genetiikka)

​Turun yliopiston tiedote 14.10.2016

Hyppiviä geenejä, eli transposoneja, on kaikissa organismeissa: bakteereissa, kasveissa ja eläimissä. Ne voivat muodostaa huomattavan osan geeniperimästä, esimerkiksi ihmisen perimästä noin 45 prosenttia on peräisin liikkuvista elementeistä.

Suurin osa ihmisen geeniperimässä sijaitsevista transposoneista on kuitenkin niin kutsuttuja molekulaarisia fossiileja, eli ne ovat ajan kuluessa menettäneet kykynsä liikkua. Transposonien luontaista kykyä liikkua paikasta toiseen voidaan hyödyntää monipuolisesti eri tarkoituksiin, kuten geeninsiirtoon ja geeniperimän muokkaukseen.

Pulkkinen kehitti työssään kaksi uutta bakteriofagi Mu:n transpositioreaktioon perustuvaa menetelmää. Ensimmäinen työssä kehitetty menetelmä on tarkoitettu transposonien tehokkuuden mittaamiseen.

– Transposoneja on helppo muokata ja niihin perustuvia työkaluja käytetään sekä bakteereilla, kasveilla, selkärangattomilla, että selkärankaisilla. Transposonien tehokkuuden mittaamiseen ei kuitenkaan ole aiemmin ollut tarjolla yhtenäistä menetelmää. Kehitin työssäni uuden menetelmän, jolla voidaan vertailukelpoisesti mitata, miten tehokkaasti transposonit saadaan yhdistettyä haluttuun DNA:han, Pulkkinen kertoo.

Toinen työssä kehitetty menetelmä on tarkoitettu rengasmuotoisen DNA:n kalastamiseen. Rengasmuotoista DNA:ta on luonnossa runsaasti, niin elävien solujen sisällä, kuin myös solujen hajoamisen myötä vapautuneena erilaisiin ympäristöihin. Esimerkkejä rengasmuotoisesta DNA:sta ovat mitokondrioiden ja kloroplastien geeniperimät, plasmidit, kromosomista peräisin olevat DNA-renkaat ja joidenkin virusten geeniperimät.

– Rengasmuotoista DNA:ta on paljon, mutta sen löytäminen DNA-näytteistä kaiken muun DNA:n joukosta saattaa olla kuin etsisi neulaa heinäsuovasta. Työssä kehitetty menetelmä helpottaa DNA-renkaiden tutkimista, sillä se mahdollistaa periaatteessa minkä tahansa rengasmaisen DNA:n löytämisen ja säilyttämisen Escherichia coli -soluissa, Pulkkinen sanoo.

Pulkkinen kehitti työssään myös Mu:n käyttämästä MuA-proteiinista hyperaktiivisia muotoja ja osoitti, että muokattujen proteiinien avulla voidaan parantaa huomattavasti erilaisten Mu:n transpositioon perustuvien menetelmien tehokkuutta.

– Useimpien liikkuvien elementtien transpositiotehokkuus luonnossa on melko matala, sillä kovin tehokas liikkuminen saattaisi tuhota isännän nopeasti ja täten tuhota myös itse elementin. Transpositioreaktion tehokkuuden parantaminen eri molekyylibiologian käyttötarkoituksia varten onkin ollut yksi transpositiotutkimuksen tärkeimmistä tavoitteista. Se että työssä onnistuttiin kehittämään MuA proteiinista hyperaktiivisia muotoja, saattaa tulevaisuudessa hyödyttää myös geeniterapiaan liittyvien sovellusten kehittämistä, Pulkkinen kertoo.

***

FM Elsi Pulkkinen esittää väitöskirjansa Establishment and Enhancement of Mu in vitro DNA Transposition Applications: Novel Procedures and New Tools (Bakteriofagi Mu:n transpositioreaktioon perustuvien menetelmien tehokkuuden parantaminen ja uusien menetelmien kehittäminen) julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 21.10.2016 klo 12.00 (Turun yliopisto, päärakennus, Tauno Nurmela -sali, Turku).

Vastaväittäjänä toimii dosentti Marko Virta (Helsingin yliopisto) ja kustoksena professori Craig Primmer (Turun yliopisto). Tilaisuus on suomenkielinen.

FM Elsi Pulkkinen on syntynyt vuonna 1982 ja kirjoittanut ylioppilaaksi Elisenvaaran lukiossa vuonna 2001. Korkeakoulututkintonsa (FM) Pulkkinen suoritti Turun yliopistossa vuonna 2008. Väittelijä työskentelee Turun yliopistossa jatko-opiskelijana. Väitöksen alana on fysiologia ja genetiikka.

Väittelijän yhteystiedot: p. 050 3665067, elsi.pulkkinen(at)utu.fi 

Väittelijän kuva: https://apps.utu.fi/media/vaittelijat/pulkkinen_elsi.jpg

Väitöskirja on julkaistu sähköisenä: https://www.doria.fi/handle/10024/125334